EP0823870B1 - Verfahren zur herstellung von holzfasern - Google Patents

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Klaus E. Radzimanowski
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Schenkmann and Piel Verfahrenstechnik GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • F26B17/107—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers pneumatically inducing within the drying enclosure a curved flow path, e.g. circular, spiral, helical; Cyclone or Vortex dryers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/24—Wood particles, e.g. shavings, cuttings, saw dust

Definitions

  • the invention relates to a method for producing Fiberboard made of wood fibers, with the crushed wood particles as a wood chips treatment with saturated steam under pressure and Temperature exposure to reduce the binding force be subjected to the wood binders treated in this way Wood chips in a mill for the extraction of wood fibers be crushed, the saturated steam fiber mixture underneath Drying and admixing a glue-like binder first separator or a separator group to separate the Wood fibers are fed from the gaseous medium and the separated wood fibers, if necessary with additional admixture a gaseous medium and implementation further process steps such as bunkering, sifting and / or Separation of the wood fibers from the medium in a second Separator for the production of the fiberboard of a form and Press line are fed.
  • glued fibreboard In contrast to pressboard, glued fibreboard has made of wood fibers much better strength values, larger ones Homogeneity and improved machinability.
  • the wood fibers are used for the production of the fiberboard obtained so that raw wood in one Chopper is crushed into so-called wood chips.
  • the wood chips are in one mill standing under saturated steam and the actual ones Fibers obtained in the form of thin and fine threads.
  • the saturated steam / fiber mixture is then piped blown into a so-called current dryer, where, if necessary while reducing the treatment pressure, more fluid Glue is injected and the wet steam with hot air from for example 170 ° C is mixed.
  • Cools by absorbing the steam components of the wet steam the mixed air while drying the wood fibers relatively strongly, with a vapor-air mixture at about 40 ° relative humidity and a dew point of approx. 50 ° C sets.
  • This comparatively dry mixture compared to wet steam then becomes one or more cyclones for separation of the wood fibers obtained.
  • warm air is blown off while the heavier fibers be carried out below.
  • the fibers obtained in this way can now, if necessary, by performing further process steps, a molding and press line are fed, in which the Fiberboard can be produced by curing the glue.
  • the invention has for its object a generic To create manufacturing process in which the energy consumption is reduced.
  • This object is achieved in that the Saturated steam fiber mixture for drying and conveying superheated steam is added.
  • saturated steam or wet steam or saturated steam a vapor state corresponding to the Wet steam area of the known steam tables.
  • unsaturated steam which is able to absorb further steam and on the wet steam area borders.
  • the measure according to the invention can initially be based on the Supply of dry hot air to the saturated steam / fiber mixture be dispensed with, since the non-saturated which is now mixed Superheated steam to dry the saturated steam / fiber mixture in able and also the transport of the mixture in the pipelines can take over.
  • the first separator Since the superheated steam is now under pressure, it is required the first separator as a pressure-resistant cyclone to train. This cyclone is separated from the fibers after vaporous medium removed from the superheated steam and fed to a distributor from where it differs in an energy-saving manner Usages can be supplied.
  • the amount and the state variables of the according to claim 1 supplied superheated steam is preferably chosen so that the initially saturated steam completely into the superheated steam state is transferred.
  • the remaining, possibly still existing excess energy can be used in a further partial flow for domestic water heating, Building heating or be used for other heating purposes.
  • the invention is based on a schematic process diagram for example.
  • the pressurized saturated steam-wood fiber mixture is then via a pipeline 4 working as a cyclone first separator 5 fed where the wood fibers from the medium be separated.
  • Glue can be mixed into the pipeline 4, which in the Steamed wood fibers encased and over a feed 7 with the help of a fan 8 in the pipeline 4 superheated steam is injected, which is used to overheat a heat exchanger 9 has gone through.
  • the state variables of the superheated steam supplied and its Amount are chosen so that the saturated steam while drying the Wood chips are converted into superheated steam.
  • the superheated superheated steam which coexists with the glue Wood fibers is fed to the first separator 5, leaves it still overheated and arrives into a distribution chamber 10, where several partial volume flows are removed can be.
  • the largest partial volume flow I is the already mentioned heat exchanger 9 supplied, there superheated and, as already described, by means of the fan 8 blown into the pipeline 4.
  • a second partial volume flow II is via a pipeline 11 fed to the chipper 1 and serves to preheat the wood chips.
  • the fiber material deposited in the first separator 5 becomes then handed over to an air classifier 12 in the coarser one Wooden components or lumps of glue are separated and as so-called heavy goods are removed from the process.
  • the air required for wind sifting is controlled using a Fan 13 fed to a heat exchanger 14, the Heat exchanger 14 by means of a third partial volume flow III, which is taken from the distribution chamber 10, with heat for air preheating is supplied.
  • a fourth partial flow IV directly the heated air blown into the air classifier 12 fed and serves to increase the air humidity in the air classifier 12. Because of this, the temperature of the sighted Wood fibers are increased.
  • the air-wood fiber mixture After passing through the air classifier 12, the air-wood fiber mixture by means of a fan 15 a second separator 16 supplied, which leaves the heated air as exhaust air, while the separated wood fibers removed as useful goods and their further processing in a molding and press line can be supplied.
  • a further partial volume flow V can be carried out with the appropriate energy supply the process of the distribution chamber 10 removed and for example for hall heating or domestic water heating be used.
  • One or more of the partial volume flows labeled with Roman numerals can one in the described method Wet scrubber, not shown, are fed where accumulating Impurities can be removed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus Holzfasern, bei dem zerkleinerte Holzpartikel als Hackschnitzel einer Behandlung mit Sattdampf unter Druck- und Temperaturbeaufschlagung zur Reduzierung der Bindekraft der holzeigenen Bindemittel unterworfen werden, die derart behandelten Hackschnitzel in einer Mühle zur Gewinnung der Holzfasern zerkleinert werden, das Sattdampf-Fasergemisch unter Trocknung und Zumischung eines leimartigen Bindemittels einem ersten Abscheider oder einer Abscheidergruppe zur Trennung der Holzfasern vom gasförmigen Fördermedium zugeführt wird und die abgeschiedenen Holzfasern gegebenenfalls unter erneuter Zumischung eines gasförmigen Fördermediums und Durchführung weiterer Verfahrensschritte wie Bunkerung, Sichtung und/oder Abscheidung der Holzfasern aus dem Fördermedium in einem zweiten Abscheider zur Herstellung der Faserplatten einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden.
Im Gegensatz zu Preßspanplatten weisen verleimte Faserplatten aus Holzfasern wesentlich bessere Festigkeitswerte, größere Homogenität und eine verbesserte Bearbeitbarkeit auf.
Nach dem Stand der Technik werden die Holzfasern zur Herstellung der Faserplatten derart gewonnen, daß Rohholz in einem Hacker zu sogenannten Hackschnitzeln zerkleinert wird.
Diese Hackschnitzel werden, eventuell nach einer Vorwärmung, anschließend einer Sattdampf-Behandlung unterworfen, wobei der Sattdampf einen Druck zwischen etwa 7 und 10 bar und eine Temperatur von etwa 140 bis 170° C aufweist. Durch diesen Dämpfungsprozeß werden die natürlichen holzeigenen Bindemittel wie Harze oder Lignin plastifiziert, wodurch ihre Bindungskraft reduziert wird. Gleichzeitig werden die eingebundenen Holzfasern bei diesem Dämpfungsprozeß erweicht.
Nach dieser Vorbehandlung werden die Hackschnitzel in einer unter Sattdampf stehenden Mühle zerfasert und die eigentlichen Fasern in Form von dünnen und feinen Fäden gewonnen.
Das Sattdampf-Fasergemisch wird anschließend über Rohrleitungen in einen sogenannten Stromtrockner eingeblasen, wo, gegebenenfalls unter Reduzierung des Behandlungsdruckes, flüssiger Leim eingespritzt wird und der Naßdampf mit heißer Luft von zum Beispiel 170° C vermischt wird.
Durch die Aufnahme der Dampfbestandteile des Naßdampfes kühlt sich die zugemischte Luft unter Trocknung der Holzfasern relativ stark ab, wobei sich ein Dampf-Luftgemisch mit etwa 40° relativer Luftfeuchtigkeit und einem Taupunkt von ca. 50° C einstellt.
Dieses gegenüber dem Naßdampf vergleichsweise trockene Gemisch wird anschließend einem oder mehreren Zyklonen zur Abscheidung der gewonnenen Holzfasern zugeführt. Im Abscheider wird die warme Luft nach außen abgeblasen, während die schwereren Fasern unten ausgetragen werden.
Die auf diese Art und Weise gewonnenen Fasern können nun, gegebenenfalls unter Durchführung weiterer Verfahrensschritte, einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden, in der die Faserplatten unter Aushärtung des Leimes hergestellt werden.
Als weitere Behandlungsschritte für die Holzfasern kommen beispielsweise ihre Bunkerung, eine Sichtung mit Hilfe eines Windsichters und eine erneute Abscheidung in einem nach dem Sichter angeordneten Abscheider in Frage.
Aufgrund des erforderlichen hohen Volumenstromes an Heißluft ist der bekannte Herstellungsprozeß sehr energieaufwendig, zumal die als Fördermedium dienende Luft nach dem ersten Abscheider als Abluft ins Freie geblasen wird, wobei hier gegebenenfalls die Notwendigkeit besteht, staubförmige oder giftige Bestandteile der Abluft mit Hilfe von aufwendigen Filteranlagen herauszufiltern.
Bei diesem Verfahren kühlt sich das Abgas so stark ab, daß eine Energieausnutzung des verbleibenden Wärmeinhaltes in den meisten Fällen nicht mehr sinnvoll ist.
Aus diesem Grunde müssen bei dem beschriebenen Herstellungsprozeß zusätzliche Energiequellen vorgesehen werden, die zum Beispiel für die Vorwärmung der Hackschnitzel oder die Vorwärmung der Sichterluft sorgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren zu schaffen, bei dem der Energieverbrauch vermindert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Sattdampf-Fasergemisch zur Trocknung und Förderung Heißdampf zugemischt wird.
Im Sinne dieser Patentanmeldung wird als Sattdampf bzw. Naßdampf oder gesättigter Dampf ein Dampfzustand entsprechend dem Naßdampfgebiet der bekannten Dampftafeln bezeichnet. Als Heißdampf bzw. überhitzter Dampf wird ungesättigter Dampf bezeichnet, der zur Aufnahme weiteren Dampfes in der Lage ist und an das Naßdampfgebiet angrenzt.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann zunächst auf die Zuführung von trockener Heißluft zum Sattdampf-Fasergemisch verzichtet werden, da der nunmehr zugemischte nicht gesättigte Heißdampf zu einer Trocknung des Sattdampf-Fasergemisches in der Lage ist und auch den Transport des Gemisches in den Rohrleitungen übernehmen kann.
Da der nunmehr entstehende Heißdampf unter Druck steht, ist es erforderlich, den ersten Abscheider als druckfesten Zyklon auszubilden. Diesem Zyklon wird nach Trennung der Fasern vom dampfförmigen Fördermedium der überhitzte Dampf entnommen und einem Verteiler zugeführt, von wo aus er energiesparend unterschiedlichen Nutzungen zugeführt werden kann.
Die Menge und die Zustandsgrößen des gemäß Patentanspruchs 1 zugeführten Heißdampfes ist vorzugsweise so gewählt, daß der zunächst vorliegende Sattdampf vollständig in den Heißdampfzustand überführt wird.
Aufgrund der Überführung des bisher offenen Prozesses in einen geschlossenen Kreislauf entstehen auf diese Weise keine Abgasmengen nach dem ersten Abscheider mehr, die aufwendig und unter Energieverlust gereinigt werden müssen. Vielmehr wird aus der Verteilerkammer ein Großteil des Heißdampfes unter erneuter Überhitzung in einem Wärmetauscher mittels eines Ventilators dem Sattdampf-Fasergemisch zugeführt, wo er unter Trocknung des entsprechenden Gemisches auch dessen Förderung übernimmt.
Aufgrund der im Wärmetauscher zugeführten Energie kann ein weiterer Teilvolumenstrom des Heißdampfes erfindungsgemäß zum Beispiel zur Vorwärmung der Hackschnitzel entnommen werden, so daß sich auch hier eine entsprechende Energieeinsparung ergibt. Ein weiterer Teilvolumenstrom kann, falls erforderlich, zur Vorwärmung der Sichterluft entnommen werden oder der Sichterluft direkt zugemischt werden, wobei der Feuchtigkeitsgehalt der Luft im Sichter ansteigt, so daß die zu sichtenden Fasern heißer werden und die Verarbeitungszeiten in der Pressenstraße entsprechend verkürzt sind.
Die restliche, eventuell noch vorhandene überschüssige Energie kann in einem weiteren Teilstrom zur Brauchwassererwärmung, Gebäudeheizung oder für sonstige Heizzwecke verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand eines schematischen Prozeßschaubildes beispielsweise veranschaulicht.
Zur Erzeugung von Holzfasern zur Herstellung von Faserplatten wird zunächst Rohholz in einem Hacker 1 zerkleinert und die erzeugten Hackschnitzel einem Autoklaven 2 zugeführt. Im Inneren des Autoklaven 2 erfolgt eine satzweise Behandlung der Hackschnitzel mit Sattdampf bei einem Druck von ca. 8 bar und einer Temperatur von ca. 150° C. Durch die Dampfbehandlung werden die holzeigenen Bindemittel plastifiziert und die Holzfasern erweicht.
Nach der Dämpfung der Hackschnitzel werden diese einer ebenfalls unter Sattdampf stehenden Mühle 3 zugeführt, in der die erweichten Schnitzel mit Hilfe von geeigneten Mahlaggregaten zerfasert und die feinen Holzfasern freigelegt werden.
Das unter Druck stehende Sattdampf-Holzfasergemisch wird anschließend über eine Rohrleitung 4 einem als Zyklon arbeitenden ersten Abscheider 5 zugeführt, wo die Holzfasern vom Fördermedium getrennt werden.
Zuvor kann mittels einer Zuleitung 6 hinter der Mühle 3 flüssiger Leim in die Rohrleitung 4 eingemischt werden, der die im Sattdampf geförderten Holzfasern ummantelt und über eine Zuführung 7 mit Hilfe eines Ventilators 8 in die Rohrleitung 4 überhitzter Dampf eingeblasen, der zur Überhitzung einen Wärmetauscher 9 durchlaufen hat.
Die Zustandsgrößen des zugeführten Heißdampfes und dessen Menge werden so gewählt, daß der Sattdampf unter Trocknung der Holzschnitzel im überhitzten Heißdampf umgewandelt wird.
Der überhitzte Heißdampf, der gleichzeitig mit den leimummantelten Holzfasern dem ersten Abscheider 5 zugeführt wird, verläßt diesen in immer noch überhitztem Zustand und gelangt in eine Verteilerkammer 10, wo mehrere Teilvolumenströme entnommen werden können. Der größte Teilvolumenstrom I wird dem bereits erwähnten Wärmetauscher 9 zugeführt, dort hoch überhitzt und, wie bereits beschrieben, mittels des Ventilators 8 in die Rohrleitung 4 eingeblasen.
Ein zweiter Teilvolumenstrom II wird über eine Rohrleitung 11 dem Hacker 1 zugeführt und dient zur Vorwärmung der Hackschnitzel.
Das im ersten Abscheider 5 abgeschiedene Fasermaterial wird anschließend an einen Windsichter 12 übergeben, in dem gröbere Holzbestandteile oder Leimklumpen abgetrennt werden und als sogenanntes Schwergut aus dem Prozeß entfernt werden.
Die zur Windsichtung erforderliche Luft wird mittels eines Ventilators 13 einem wärmetauscher 14 zugeführt, wobei der Wärmetauscher 14 mittels eines dritten Teilvolumenstromes III, der der Verteilerkammer 10 entnommen wird, mit Wärme zur Luftvorwärmung versorgt wird. Ein vierter Teilvolumenstrom IV wird direkt der in den Windsichter 12 eingeblasenen erwärmten Luft zugeführt und dient zur Anhebung der Luftfeuchtigkeit im Windsichter 12. Aus diesem Grunde kann die Temperatur der gesichteten Holzfasern erhöht werden.
Nach Durchlaufen des Windsichters 12 wird das Luft-Holzfaser-Gemisch mittels eines Ventilators 15 einem zweiten Abscheider 16 zugeführt, den die erwärmte Luft als Abluft verläßt, während die abgetrennten Holzfasern als Nutzgut entnommen und ihrer weiteren Verarbeitung in einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden können.
Ein weiterer Teilvolumenstrom V kann bei entsprechender Energieführung des Prozesses der Verteilerkammer 10 entnommen werden und beispielsweise zur Hallenheizung oder Brauchwassererhitzung verwendet werden.
Ein oder mehrere der mit römischen Ziffern bezeichneten Teilvolumenströme können bei dem beschriebenen Verfahren einem nicht dargestellten Naßwäscher zugeführt werden, wo sich anreichernde Verunreinigungen entfernt werden können.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren sind gegenüber dem bekannten Stand der Technik Energieeinsparungen von überschlägig 50 Prozent möglich.
Bezugszeichenliste
1
Hacker
2
Autoklav
3
Mühle
4
Rohrleitung
5
erster Abscheider
6
Zuleitung
7
Zuführung
8
Ventilator
9
Wärmetauscher
10
Verteilerkammer
11
Rohrleitung
12
Windsichter
13
Ventilator
14
Wärmetauscher
15
Ventilator
16
zweiter Abscheider

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus Holzfasern, bei dem zerkleinerte Holzpartikel als Hackschnitzel einer Behandlung mit Sattdampf unter Druck- und Temperaturbeaufschlagung zur Reduzierung der Bindekraft der holzeigenen Bindemittel unterworfen werden, die derart behandelten Hackschnitzel in einer Mühle zur Gewinnung der Holzfasern zerkleinert werden, das Sattdampf-Fasergemisch unter Trocknung und Zumischung eines leimartigen Bindemittels einem ersten Abscheider oder einer Abscheidergruppe zur Trennung der Holzfasern vom gasförmigen Fördermedium zugeführt wird und die abgeschiedenen Holzfasern gegebenenfalls unter erneuter Zumischung eines gasförmigen Fördermediums und Durchführung weiterer Verfahrensschritte wie Bunkerung, Sichtung und/oder Abscheidung der Holzfasern aus dem Fördermedium in einen zweiten Abscheider zur Herstellung der Faserplatten einer Form- und Pressenstraße zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sattdampf-Fasergemisch zur Trocknung und Förderung Heißdampf zugemischt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattdampf durch die Heißdampf-Zumischung in den Heißdampf-Zustand überführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißdampf nach dem ersten Abscheider (5) einer Verteilerkammer (10) zugeführt wird, der zumindest ein Teilvolumenstrom I zur Rückführung in das Sattdampf-Fasergemisch entnommen wird, wobei der Teilvolumenstrom I in einem Wärmetauscher (9) überhitzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkammer (10) ein Teilvolumenstrom II des Heißdampfes zur Vorwärmung der Hackschnitzel entnommen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkammer (10) ein Teilvolumenstrom III des Heißdampfes zur Vorwärmung der Sichterluft entnommen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkammer (10) ein Teilvolumenstrom IV des Heißdampfes zur Zumischung zur Sichterluft entnommen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkammer (10) ein Teilvolumenstrom V des Heißdampfes zur Brauchwassererwärmung oder Gebäudeheizung entnommen oder sonstigen Wärmetauschern zugeführt wird.
EP96907997A 1995-05-03 1996-03-26 Verfahren zur herstellung von holzfasern Expired - Lifetime EP0823870B1 (de)

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